解答题设函数f(x)=x3+ax2-a2x+m(a>0).
(I)若函数f(x)在x=2时取得极值,求a的值;
(II)若函数f(x)在x∈[-1,1]内没有极值点,求a的取值范围;
(III)当a∈[3,6]时,不等式f(x)≤1对于任意x∈[-2,2]时恒成立,求m的取值范围.
网友回答
解:(I)∵函数f(x)=x3+ax2-a2x+m(a>0),
∴
∵函数f(x)在x=2时取得极值
∴f′(2)=0
∴
∴a=6或a=-2
∵a>0
∴a=6
当a=6时,f′(x)=3(x-2)(x+6),函数在(-∞,-2),(6,+∞)单调递增,(-2,6)上单调递减,故满足函数f(x)在x=2时取得极值
(Ⅱ)当a>0时,∵
由(I)知f(x)在上单调递增,在上单调递减;
则要f(x)在[-1,1]上没有极值点,
则只需f′(x)=0在(-1,1)上没有实根.
∴,
∴
∵a>0,∴a≥3
综上述可知:a的取值范围为[3,+∞)
(Ⅲ)∵a∈[3,6),
∴≤-3
又x∈[-2,2]
由(I)的单调性质知,f(x)max=max{f(-2),f(2)}
而f(2)-f(-2)=16-4a2<0
∴f(x)max=f(-2)=-8+4a+2a2+m
∵f(x)≤1在[-2,2]上恒成立
∴f(x)max≤1即-8+4a+2a2+m≤1
即m≤9-4a-2a2在a∈[3,6]上恒成立,
∵9-4a-2a2=-2(a+1)2+11
∴a=6时,9-4a-2a2的最小值为-87
∴m≤-87解析分析:(I)求导函数,利用函数f(x)在x=2时取得极值,可得f′(2)=0,从而可求a的值;(Ⅱ)要使函数f(x)在x∈[-1,1]内没有极值点,只需f′(x)=0在(-1,1)上没有实根即可;(Ⅲ)要求对任意的a∈[3,6),不等式f(x)≤1在x∈[-2,2]上恒成立,只需求当x∈[-2,2]时f(x)max≤1,即m≤9-4a-2a2在a∈[3,6]上恒成立,即求9-4a-2a2在a∈[3,6]的最小值.点评:本题考查利用导数求闭区间上函数的最值,利用导数研究函数的单调性,函数在某点取得极值的条件,还考查了变量分离的思想方法,属于中档题.